Nell’università di Monash e Cambridge è stato svelato il mistero della formazione degli anelli di caffè, esaminando l’angolo di contatto delle gocce su una superficie e il modo in cui si asciugano. La collaborazione ha anche sviluppato un modello matematico in grado di prevedere quando un anello di caffè potrebbe essere osservato in sistemi di particelle sferiche dure.
Il professor Gil Garnier, direttore del BioPRIA (Australian Biological Source Processing Research Institute) presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica della Monash University, ha guidato un team internazionale per esplorare il modo in cui i modelli si sono formati dall’evaporazione delle goccioline, un fenomeno che ha lasciato perplessi i fisici per anni.
Il professor Garnier ha affermato che questa scoperta, creata dal dottor Michael Hertag di BioPRIA, potrebbe aprire le porte nel campo della diagnostica del sangue, in particolare per la scoperta di trattamenti per l’anemia e altre malattie del sangue. La formazione di pattern è un evento comune nell’essiccazione di liquidi colloidali, come latte, caffè, vernici, aerosol e sangue.
Il più comune nelle goccioline è una distribuzione ad anello in cui le particelle liquide si trasferiscono sul bordo, noto come anello del caffè, quando si asciuga. Questo deposito è sfavorevole in molti processi di produzione ed è di primaria importanza per gli esperti nelle professioni edili, mediche e ingegneristiche.
Hanno concluso che gli angoli di contatto ai quali viene posizionata una goccia su una superficie bagnata determinano la prevalenza degli angoli del caffè. Quando la goccia è posizionata con un angolo di contatto elevato, non sono presenti anelli di caffè.
“La nostra ricerca ha identificato l’angolo di contatto formato dalla sospensione di goccioline superficiali e il suo contenuto di solidi come le due importanti variabili che governano la formazione degli anelli di caffè“, ha riferito il professor Garnier in una dichiarazione .
“Sebbene la modellazione di successo sia stata ottenuta in precedenza, mostriamo qui per la prima volta che per ogni angolo di contatto, esiste una frazione di volume colloidale iniziale critica su cui non si forma un modello ad anello. In sostanza, minore è l’angolo di contatto, maggiore è la probabilità che vengano trovati i profili dell’anello“, ha sottolineato.
Quando una goccia viene posta su una superficie, raggiunge rapidamente una posizione di equilibrio apparente che, per piccole gocce, può essere definita solo dall’angolo e dal raggio di contatto. La velocità di evaporazione e la variazione della fluidità della massa sulla superficie della gocciolina dipende da molti fattori, tra cui la tensione di vapore del fluido, la geometria della superficie della gocciolina, nonché la velocità e la pressione parziale di l’atmosfera circostante.
“Mostriamo che la presenza o l’assenza di un anello di caffè può essere prevista esclusivamente dalla frazione volumetrica iniziale delle particelle in una sospensione e dall’angolo di contatto formato dalla sospensione sulla superficie di interesse“, ha detto Garnier, aggiungendo: “Utilizzando questo risultato , siamo stati in grado di calcolare un modello per prevedere la formazione di anelli di caffè da angoli di contatto utilizzando diverse gocce di liquido”.
“Questa tecnica di modellazione e le sue intuizioni che ne derivano sono nuovi potenti strumenti per ottimizzare la produzione e le tecniche diagnostiche“, ha concluso.
fonte@EuropaPress
